Оптимальные характеристики любой резиновой смеси достигаются за счёт высокой степени диспергирования ингредиентов в полимерной матрице, по это не всегда просто, особенно в том случае, когда время смешения играет значимую роль. Продолжительность процесса смешения, которая может быть основным фактором, обусловливающим производительность завода, почти всегда имеет большое значение. Что касается техуглерода, то три его ключевых свойства оказывают существенное воздействие на уровень диспергирования: размер частиц, структурность и прочность гранул. Сложность достижения требуемого уровня диспергирования возрастает с уменьшением размера частиц и понижением структурности. Фактически, промышленному применению тонкодисперсного низкоструктурного техуглерода в резине препятствует очень низкая диспергируемостъ, хотя способность такого продукта обеспечивать получение некоторых свойств позволила бы ему занять определённое место на рынке.

Режим смешения ингредиентов, наиболее подходящий в конкретных условиях, зависит от такого большого количества факторов, что сложно делать какие-либо обобщения. В принципе применим любой смеситель, но существуют некоторые закономерности. В процессе смешения любой марки техуглерода с полимерной системой необходимо достижение определённой минимальной вязкости смеси при заданном времени пребывания в смесителе для обеспечения требуемого уровня диспергирования. Компромиссы между временем приготовления смеси и вязкостью реальны. По мере уменьшения размера частиц и понижения структурности техуглерода надлежащего диспергирования добиваются за счёт более длительного периода смешения и повышения вязкости смеси. Например, термический техуглерод, имеющий необычно крупные частицы, очень хорошо диспергируется почти в любой смеси. В случае тонкодисперсной марки N110 для достижения аналогичного уровня диспергирования может потребоваться три или большее число пропусков компонентов через смеситель.

Существует ряд факторов, затрудняющих выполнение одного из двух вышеуказанных необходимых условий процесса смешения. Например, с низковязким полимером бывает сложно получить нужную вязкость при заданной дозировке техуглерода. В такой ситуации дозировку техуглерода можно увеличить для обеспечения необходимой диспергируемости с добавлением полимера во время второго пропуска ингредиентов через смеситель в целях доведения содержания техуглерода до требуемого уровня. Возможно, более приемлемый компромисс условий достижим простым увеличением времени смешения путём второго пропуска ингредиентов через смеситель или более длительного перемешивания во время первого пропуска.

Высокая дозировка пластификатора способна затруднять получение необходимой вязкости в течение надлежащего периода времени. Общепринятый подход к решению этой сложной проблемы заключается в том, чтобы задержать загрузку в смеситель как можно большего количества пластификатора, пока не будет получен нужный уровень диспергирования, по достижению которого добавить недостающее количество пластификатора. Согласно другому принципу, практикуемому в подобном случае, в смеситель сначала загружают весь техуглерод и масло с последующим введением полимера. В результате техуглерод абсорбирует достаточное количество масла до завершения первого этапа диспергирования. Такой технологический приём применяется с разной результативностью, но судя но конечной степени диспергирования, обычно, достигается недостаточный компромисс условий. При использовании любого из этих двух принципов критическое значение имеет точное время загрузки материалов во избежание избыточного замасливания поверхностей стенок смесителя, ослабляющего интенсивность процесса смешения.

Надлежащее диспергирование техуглерода с малым размером частиц происходит только в условиях высокой вязкости резиновых смесей, которая должна поддерживаться в течение относительно длительного периода времени. Поскольку обработка густых смесей сопровождается очень быстрым выделением тепла, их приходится периодически выгружать в процессе смешения для охлаждения. В этом случае единственным этапом цикла смешения, когда вязкость достаточна для дальнейшего диспергирования техуглерода, является стадия начальной пластикации охлаждённых смесей.

Как уже говорилось выше, низкое качество смешения и диспергирования частично может быть связано с твёрдостью гранул. Экономика массового производства определяет предпочтительность использования техуглерода насыпью большей частью промышленных потребителей, что обусловливает необходимость гранулирования продукта. Гранулирование, по большому счёту, заключается в простом агломерировании агрегатов. Процесс, осуществляемый в резиносмесителе, направлен на разрушение агломератов для достижения требуемого уровня диспергирования. Общепринято использовать связующие вещества для гранулирования многих марок в целях повышения прочности гранул при транспортировке. Чем прочнее гранулы, тем меньше они разрушаются при транспортировке, но тем труднее происходит диспергирование продукта. Цель производителей техуглерода заключается в получении легко диспергирующихся гранул обладающих достаточной прочностью при транспортировке насыпью. Усовершенствованное оборудование для перемещения продукта насыпью, существующее на некоторых предприятиях, позволяет повысить общую эффективность смешения и смягчить требования, к прочности гранул. Если объём поставки плоходисиергирующегося техуглерода допускает отгрузку в мешках, гранулы могут быть намного мягче, что обеспечивает нужную диспергируемость.

Многие попытки улучшить диспергируемость техуглерода за счёт обработки продукта разными присадками до сих пор были малоэффективными. Такой подход к решению проблемы экономически не выгоден, т.к. цены на химические присадки намного выше цен на техуглерод. Кроме того, для ощутимого улучшения диспергирования, если оно реализуемо, требуются большие дозировки присадок, большая часть присадок, успешно используемых при гранулировании пылящего техуглерода, может вводиться непосредственно в резиносмеситель с аналогичным эффектом. Учитывая обычные проблемы транспортировки, считают, что предпочтительнее добавлять присадки во время приготовления резиновой смеси, а не в процессе гранулирования на предприятии производителя техуглерода.

Шприцевание